纳米复合隔热材料是以纳米隔热材料为基体，添加柱状纤维和球形遮光剂构成的。掌握纳米复合隔热材料的传热机制和特性，预测相关因素对材料传热性能的影响，可以为纳米复合隔热材料的热设计和应用提供理论依据和参考。为了研究分析纳米颗粒的导热特性，分别采用格子波尔兹曼法（LBM）和蒙特卡洛法（MCM）数值模拟了纳米材料内的声子热输运。通过对比分析两种方法的计算结果、数值收敛性以及计算效率，进一步明确了LBM用于模拟声子热输运时的计算优势和适用范围。为了了解纳米材料界面散射作用，采用LBM研究了界面分别为镜散射、漫散射和镜-漫散射时对纳米材料内声子热输运的影响。为了全面了解二氧化硅纳米颗粒的导热特性，采用LBM研究了一维薄膜纳米材料导热特性的尺度效应，获得了尺度效应对二氧化硅薄膜内温度分布及导热系数的影响规律。通过对正方形二氧化硅纳米材料内声子热输运的模拟，得到了垂直和平行热流传递方向的边界散射对纳米材料导热的影响规律和范围。针对二氧化硅气凝胶纳米隔热材料微观结构，建立了三维球台形纳米颗粒结构模型，采用LBM编制了此类三维球台形纳米颗粒内声子热输运程序。以此为手段，获得了轴向和球台缺口尺寸对纳米颗粒导热特性的影响规律。在保持声子平均自由程不变的前提下，采用声子运动论表达式计算了不同温度下二氧化硅声子热输运相关参数，模拟得到温度对二氧化硅纳米颗粒导热特性的影响。在各种参数下，做大量数值模拟，采用多元线性回归法对数值模拟数据进行拟合，获得了反映球台几何参数和温度影响的纳米颗粒导热系数的表达式。以纳米颗粒导热系数拟合公式计算结果为依据，在考虑气凝胶纳米固体颗粒间接触界面热阻和颗粒尺寸非均匀分布的前提下，建立气凝胶纳米隔热材料气固耦合导热单元结构模型，并推导得出纳米隔热材料气固耦合有效导热系数的计算表达式。采用基于分子运动论的孔隙内气体导热系数表达式，分析了气体导热的尺度效应。基于有效导热系数计算关系式，获得了密度、孔隙率、固体颗粒尺寸非均匀分布以及气体压力等因素对气凝胶纳米隔热材料有效导热系数的影响。以气凝胶纳米隔热材料导热系数的计算方法为基础，通过将现有两组分复合材料导热系数计算理论模型进行合并，推导得到气凝胶基体中添加柱状和球形颗粒的复合材料导热系数理论计算模型。通过实验测量气凝胶纳米隔热材料及添加纤维和遮光剂的气凝胶纳米复合材料两组样品的导热系数，验证了计算模型的可靠性。进而开展对气凝胶纳米复合材料导热特性的研究，获得了气凝胶纳米复合材料中添加相体积份额、温度以及压力等对隔热材料导热特性的影响规律。通过本文研究，建立了比较系统完整的纳米复合隔热材料导热特性分析方法，对纳米颗粒导热、气凝胶纳米隔热材料气固耦合导热及其复合隔热材料导热特性及影响因素形成了比较深入的认识。研究结果为纳米隔热材料及其复合材料的热设计及应用提供了重要的理论参考依据。